JP5284287B2 - 変向または方向転換された引張ばねを備えた引張装置 - Google Patents

Description

本発明は、変向または方向転換プーリに少なくとも部分的に巻き掛けて接触している引張ばねを備えた引張装置と、このような引張装置を備えた組み合わせ加速減速装置と、そのような加速減速装置を備えた案内機構とに関する。

ドイツ連邦共和国実用新案登録第２０２００４００６４１０号明細書より、このような装置が公知である。この装置に使用されるばねは、高い応力サイクル数では破損することがある。これにより装置の耐用寿命が制限される。

したがって本発明の課題は、ばねの破損を十分に排除した、引張装置と、このような引張装置を備えた組み合わせ加速減速装置と、加速減速装置を備えた案内機構とを提供することである。

この課題は、独立請求項の特徴部の構成によって解決される。引張ばねの総ストロークは、その公称長さの少なくとも５０％である。この引張ばねは、ばねこわさの高い少なくとも１つの領域と、ばねこわさの低い少なくとも１つの領域とを有している。ばねこわさの高い領域は、変向または方向転換プーリに接触している。さらに、ばねこわさの高い領域においては、中心変向半径または中心方向転換半径を、ばね巻条あたりの、外側のばね領域と内側のばね領域とのストローク差で除した商が５０よりも大きい。

本発明の詳細は、従属請求項と概略的に図示した実施例の以下の説明とから判る。

停止位置を占める連行エレメントを有する、組み合わせ加速減速装置を示す図である。 終了位置を占める連行エレメントを有する、組み合わせ加速減速装置を示す図である。 図１の詳細図である。 図２の詳細図である。

図１および図２には、組み合わせ加速減速装置（１０）を長手方向断面図で示した。この加速減速装置（１０）は連行エレメント（４１）を備えており、この連行エレメント（４１）は、図１では停止位置（１）で示し、図２では終了位置（２）で示した。

組み合わせ加速減速装置（１０）は、例えば家具の引き出し案内部または引き戸構造部の、例えば案内機構の一部である。このような案内機構では、組み合わせ加速減速装置（１０）は例えば家具に固定されており、この家具に対して引き出しが相対運動可能である。さらに引き出しには作動エレメントが固定されている。例えば引き出しを閉める際に、引き出しの閉じた終了位置に接することになる部分ストロークにおいて、作動エレメントは加速減速装置の連行エレメント（４１）に接触する。作動エレメントは、連行エレメント（４１）を、摩擦結合（摩擦結合とは部材相互の摩擦力に基づく結合を意味する）および／または形状結合（形状結合とは嵌め合いまたは噛み合いなど部材相互の形状的関係に基づく結合を意味する）で固定された停止位置（１）から解除し、連行エレメント（４１）を、案内装置（２１）に沿って進入ストローク方向（５）に終了位置（２）に案内する。この場合、家具に対して相対的な引き出しのストローク運動は、減速装置（３１）によって減速させられる。例えば、連行エレメント（４１）の、停止位置（１）からの解除と同時に、加速装置（５１）が作動させられ、この加速装置（５１）は、引き出しを、減速装置（３１）の作用に抗して、例えば閉じた終了位置に引っ張る。この場合、加速減速装置（１０）は、例えば引き出しの閉じた終了位置に達するまで、引き出しの作動エレメントと係合したままである。もちろん、このような加速減速装置（１０）は、引き出しを開ける際にも、開いた終了位置に達する前に、引き出し運動の加速および減速を実現する。

作動エレメントを家具に固定し、組み合わせ加速減速装置（１０）を引き出しに配置することも考えられる。

加速減速装置（１０）はハウジング（１１）を有しており、このハウジング（１１）内に減速装置（３１）と加速装置（５１）と案内装置（２１）と連行エレメント（４１）とが配置されている。

ハウジング（１１）は、例えば３つの貫通孔（１２）を有している。これらの貫通孔（１２）において、ハウジング（１１）は、固定手段によって、例えば家具に固定することができる。

減速装置（３１）はシリンダ・ピストンユニット（３２）を有している。このシリンダ・ピストンユニット（３２）のうち、図１および図２には、シリンダ（３３）とピストンロッド（３４）のみを示した。シリンダ・ピストンユニット（３２）は空気圧式または液圧式に作動させることができる。押退け室は、本実施例ではピストンとシリンダヘッド（３５）との間に位置しており、補償室は、ピストンとシリンダベース（３６）とによって画成される。

ピストンおよびピストンロッド（３４）のストロークは、例えば１１０ｍｍである。ピストンロッドヘッド（３７）には連行エレメント（４１）が旋回可能に支承されている。旋回軸線は、図１および図２では図平面に対して垂直である。

連行エレメント（４１）は、例えば２つの案内ピン（４２，４３）によって案内装置（２１）内で案内されている。案内装置（２１）は、ハウジング（１１）内に対向して配置された２つの案内レール（２２）を有している。長手方向断面図において、これらの案内レール（２２）のうち、一方のみを示した。連行エレメント（４１）は、それぞれ異なる高さの２つの当接肩部（４４，４５）でもって、ハウジング（１１）から突出している。この場合、シリンダ（３３）とは反対側の当接肩部（４４）が、シリンダ（３３）に向いた側の当接肩部（４５）よりも高くなっている。これらの両当接肩部（４５，４５）は、連行凹部（４６）を画成している。

２つの案内レール（２２）は、それぞれ真っ直ぐな区分（２３）と、この真っ直ぐな区分（２３）にシリンダ（３３）側で隣接する曲げられた区分（２４）とを有している。曲げられた区分（２４）は、図１および図２では上向きに曲げられている。これらの案内レール（２２）の仮想中心線は平面を形成し、この平面上にピストンロッド（３４）の中心線も位置する。

連行エレメント（４１）は、連行凹部（４６）とは反対側にばね収容部（４７）を有している。このばね収容部（４７）は、例えばＵ字形の凹部を有しており、この凹部内に引張ばね（５３）が挿入されている。この引張ばね（５３）の他方の端部は、同様に形成されたばね収容部（１３）内に位置しており、このばね収容部（１３）は、ハウジング（１１）内で、図１および図２では例えばシリンダ（３３）の上方で固定されている。ばね（５３）は、例えばばね端部に配置されたフランジ状の２つの当接増厚部（５４，５５）によって、滑落しないように固定されている。

図示した引張ばね（５３）は、例えば１９９ｍｍの公称長さを有しており、これは２つの当接増厚部（５４，５５）の間の長さである。引張ばね（５３）の総ストロークは、例えば１２５ｍｍであり、これは公称長さの約６３％である。図２では、引張ばね（５３）は１５ｍｍの残留ストロークを除いて弛緩させられており、図１では、総ストローク分伸ばされている。

引張ばね（５３）は、本実施例では、例えば０．８５ｍｍの一定のワイヤ直径を有している。引張ばね（５３）は、一体的であり、しかも例えば異なる巻条直径を有する２つの領域（５６，５７）を有している。ばね（５３）の、連行体側の収容領域に隣接する第１領域（５６）は、例えば３．８ｍｍの外径を有している。第１領域（５６）の長さは、非緊張状態で、公称長さの例えば６１％である。この第１領域（５６）で、引張ばね（５３）は、方向転換装置（７１）の周りに位置している。この方向転換装置（７１）は、本実施例では、例えばハウジング（１１）内で回動可能に支承された方向転換プーリ（７１）である。ただしこの方向転換プーリ（７１）は固定して設けてもよい。例えば１５度または９０度の変向角度の変向装置または変向プーリとしての構成も考えられる。あらゆる場合、ばね（５３）は変向または方向転換装置（７１）に対して接線方向に延びているのではなく、この変向または方向転換装置（７１）に少なくとも部分的に巻き掛けられている。ばね（５３）の、方向転換プーリ（７１）を回る接触角度は、図１および図２に示した実施例では、最大１８３度であるが、少なくとも９０度とする。

方向転換プーリ（７１）は、例えば走行面（７２）を有しており、この走行面（７２）は、両側で案内ディスク（７３）によって画成されている（図３および図４参照）。この走行面（７２）は、横溝または横条を有することができる。この走行面（７２）の直径は、本実施例では１７ｍｍである。引張ばね（５３）は、内側領域（５８）で走行面（７２）に接触しており、外側領域（５９）は、ばね（５３）を半径方向外側で画成している。

引張ばね（５３）の、例えば６．６ｍｍの外径を有する第２領域（５７）は、移行領域（６１）で、第１領域（５６）に隣接している。この第２領域（５７）は、第１領域（５６）と引張ばね（５３）のハウジング側の収容領域とを接続している。非緊張状態の第２領域（５７）の長さは、本実施例では、ばね（５３）の公称長さの約２９％である。したがって第１領域（５６）は第２領域（５７）の２倍よりも長い。第２領域（５７）の直径は、第１領域（５６）の直径の１．５倍よりも大きい。

第１領域（５６）のばねこわさは、本実施例では０．１７Ｎ／ｍｍである。第２領域（５７）のばねこわさは、第１領域（５６）のばねこわさの値の１／３よりも小さく、例えば０．０５Ｎ／ｍｍである。引張ばね（５３）の全こわさの逆数は、このような２つのばね領域（５６，５７）の相前後した配置では、各々のばねこわさの逆数の和である。引張ばね（５３）は、ばねこわさの異なる３つ以上の領域を有してもよい。

組み合わせ加速減速装置（１０）を案内機構に取り付けた後では、例えば引き出しの開放状態では、連行エレメント（４１）は、図１に示した停止位置（１）を占める。シリンダ・ピストンユニット（３２）のピストンロッド（３４）は、押し込まれている。引張ばね（５３）は緊張しており、これによって加速装置（５１）のエネルギ蓄積部材（５３）がエネルギを蓄積している。

緊張した引張ばね（５３）では、ばねこわさの高い領域（５６）である第１領域（５６）は、引張ばね（５３）の公称長さの例えば１４％だけ伸ばされている。ばねこわさの低い領域（５７）は、ばね（５３）の公称長さの例えば４９％だけ伸ばされている。伸ばされたばねこわさの低い領域（５７）は、方向転換プーリ（７１）に接触しないように配置されている。引張ばね（５３）のストロークは、２つの部分ストロークに分割することができ、ばねこわさの高い領域（５６）の最大部分ストロークが引張ばね（５３）の総ストロークの３０％を越えないようになっている。

引き出しを閉めると、作動エレメントは連行エレメント（４１）の当接肩部（４４）に接触し、連行エレメント（４１）を停止位置（１）から外す。この連行エレメント（４１）は、案内装置（２１）に沿って、図１に示した停止位置（１）から、図２に示した終了位置（２）に引っ張られる。ピストンロッド（３４）は引き出される。減速装置（３１）内では、シリンダ・ピストンユニット（３２）のピストンが押退け室を圧縮する。この場合、押退け室内で圧縮された空気圧式または液圧式の媒体は、絞り調節して補償室内に押し退けることができる。場合によっては、例えば液圧式のシリンダ・ピストンユニット（３２）では、付加的に液圧式の液体が外部の補償容器から補償室に供給される。絞りは、ピストンストローク運動に沿って例えば小さくできる。連行エレメント（４１）ひいては引き出しの運動が抑制される。

ストローク運動の開始と共に、加速装置（５１）が引張装置（５１）として連行エレメント（４１）に作用する。引張ばね（５３）は収縮し、連行エレメント（４１）を終了位置（２）の方向に引っ張る。エネルギ蓄積部材（５３）はエネルギを放出する。連行エレメント（４１）ひいては引き出しは、減速装置（３１）の作用に抗して加速され、ゆっくりと、引き出しの例えば閉じた終了位置に案内される。このとき、引き出しはスムーズな状態を保っている。このとき、引張ばね（５３）は、残留ストロークを除いて収縮している（図２参照）。ばねこわさの高い領域（５６）は、公称長さの例えば１．５％だけ伸びており、ばねこわさの低い領域（５７）は、公称長さの６％だけ伸びている。

引張ばね（５３）は、収縮の際に走行面（７２）に沿って移動し、方向転換プーリ（７１）を例えば時計回り方向に回動させる。引張ばね（５３）の巻条（６２）は相互に接近する。引張ばね（５３）の内側領域（５８）と外側領域（５９）とは、相互に変位させられる（図３および図４参照）。内側領域（５８）の巻条が相互に妨害しなければ、収縮の中立軸は、引張ばね（５３）の幾何学中心線上に位置する。変向または方向転換プーリ（７１）の回転軸線（７４）に対するこの中立軸の半径は、以下では中心変向半径または中心方向転換半径（６）と呼ぶ。固定の変向または方向転換装置の場合には、半径中心点は走行面半径の中心点である。

方向転換または変向の際には、引張ばね（５３）には、引張力による荷重が掛かるだけでなく、内側領域（５８）と外側領域（５９）との相互の変位による付加的な荷重も掛かる。個々のばね巻条（６２）に関する変位の差は、中心変向半径または中心方向転換半径（６）とばねこわさの高い領域（５６）の巻条数との積で除した、ばねこわさの高い領域（５６）の最大部分ストロークとばねこわさの高い領域（５６）のばね直径との積である。本実施例では、この差は、引張ばね（５３）の方向転換領域において０．０８ｍｍであり、方向転換していないばね領域においては、方向転換によって生じる差はゼロである。

中心変向半径または中心方向転換半径（６）をばね巻条あたりのこのストローク差で除した商は、本実施例では、方向転換領域において１２０であり、方向転換していない領域においては、ほぼ無限大に向かう。最小の商を小さくすることもでき、例えばこの商は、高い応力サイクル数でも引張ばね（５３）自体の耐用寿命をほとんど損なうことなく、５０の値を保つことができる。したがって引張ばね（５３）は、その大きな総ストロークにもかかわらず、短い公称長さで形成することができる。

引き出しを開ける際には、連行体（４１）は、作動エレメントによって終了位置（２）から停止位置（１）に移動させられる。ピストンロッド（３４）は、ピストンと共に、例えばほとんど抵抗なく押し込まれる。引張ばね（５３）は緊張され、この場合、ばねこわさの低い領域（５７）の伸張度は、ばねこわさの高い領域（５６）の伸張度よりも高い。ばねこわさの高い領域（５６）は方向転換プーリ（７１）に沿って滑動し、この方向転換プーリ（７１）を、例えば反時計回り方向に回動させる。走行面（７２）に設けられた横溝または横条によって、引張ばね（５３）の、方向転換プーリ（７１）における滑り距離を制限することができる。

連行エレメント（４１）が停止位置（１）に達するとすぐに、作動エレメントは組み合わせ加速減速装置（１０）から離れる。エネルギ蓄積部材（５３）は再びエネルギを蓄積する。このとき、引き出しは完全に開けることができる。

ばねこわさの異なる領域（５６，５７）は、ばねのワイヤ太さ、材料、巻条の構成などにおいても異なっている。例えば別のストロークまたは別の要求される力に適合させるために、例えばばねの全長、個々の部分領域の長さ、巻条の数および直径、ワイヤ直径、方向転換半径または変向半径などを変化させることができる。

１ 停止位置、 ２ 終了位置、 ５ 進入ストローク方向、 ６ 中心変向半径または中心方向転換半径、 １０ 組み合わせ加速減速装置、 １１ ハウジング、 １２ 貫通孔、 １３ ばね収容部、 ２１ 案内装置、 ２２ 案内レール、 ２３ （２２）の真っ直ぐな区分、 ２４ （２２）の曲げられた区分、 ３１ 減速装置、 ３２ シリンダ・ピストンユニット、 ３３ シリンダ、 ３４ ピストンロッド、 ３５ シリンダヘッド、 ３６ シリンダベース、 ３７ ピストンロッドヘッド、 ４１ 連行エレメント、 ４２ 案内ピン、 ４３ 案内ピン、 ４４ 当接肩部、 ４５ 当接肩部、 ４６ 連行凹部、 ４７ ばね収容部、 ５１ 加速装置、引張装置、 ５３ 引張ばね、エネルギ蓄積部材、 ５４ 当接増厚部、 ５５ 当接増厚部、 ５６ （５３）の第１領域、ばねこわさの高い領域、 ５７ （５３）の第２領域、ばねこわさの低い領域、 ５８ （５３）の内側領域、 ５９ （５３）の外側領域、 ６１ 移行領域、 ６２ 巻条、 ７１ 方向転換装置、方向転換プーリ、 ７２ 走行面、 ７３ 案内ディスク、 ７４ 回転軸線

Claims (9)

1. 引張ばね（５３）と変向または方向転換装置（７１）とを備えた引張装置（５１）であって、前記引張ばね（５３）は、前記変向または方向転換装置（７１）に少なくとも部分的に巻き掛けて接触している形式のものにおいて、
   前記引張ばね（５３）の総ストロークが、該引張ばね（５３）の公称長さの少なくとも５０％であり、
   前記引張ばね（５３）は、ばねこわさの高い少なくとも１つの領域（５６）と、ばねこわさの低い少なくとも１つの領域（５７）とを有しており、
   ばねこわさの高い前記領域（５６）は、前記変向または方向転換装置（７１）に接触しており、
   ばねこわさの高い前記領域（５６）においては、中心変向半径または中心方向転換半径（６）を、ばね巻条（６２）あたりの、ばねの外側領域（５９）とばねの内側領域（５８）とのストローク差で除した商が、５０よりも大きいことを特徴とする、引張装置。
2. ばねこわさの高い前記領域（５６）は、前記引張ばね（５３）の総ストロークの最大で３０％である部分ストロークを有している、請求項１記載の引張装置。
3. ばねこわさの高い前記領域（５６）のばねこわさは、ばねこわさの低い前記領域（５７）のばねこわさの少なくとも３倍に相当する、請求項１記載の引張装置。
4. 前記引張ばね（５３）のワイヤ太さが、前記両領域（５６，５７）において同一である、請求項１または３記載の引張装置。
5. ばねこわさの低い前記領域（５７）における前記引張ばね（５３）の外径が、ばねこわさの高い前記領域（５６）における前記引張ばね（５３）の外径の少なくとも１．５倍に相当する、請求項１，３または４記載の引張装置。
6. ばねこわさの高い前記領域（５６）は、ばねこわさの低い前記領域（５７）の少なくとも２倍の長さを有する、請求項１または５記載の引張装置。
7. 前記引張ばね（５３）の、前記変向または方向転換装置（７１）を回る接触角度が、少なくとも９０度である、請求項１記載の引張装置。
8. 組み合わせ加速減速装置（１０）であって、案内装置（２１）に沿って、摩擦結合および／または形状結合で固定された停止位置（１）から終了位置（２）に案内可能な連行エレメント（４１）を有しており、当該加速減速装置（１０）の減速装置（３１）が、空気圧式または液圧式のシリンダ・ピストンユニット（３２）を有しており、該シリンダ・ピストンユニット（３２）のピストンロッド（３４）が、前記連行エレメント（４１）と結合されており、加速装置（５１）が、前記連行エレメント（４１）と結合されたエネルギ蓄積部材（５３）を有しており、該エネルギ蓄積部材（５３）は、前記停止位置（１）においてエネルギを蓄積されるようになっており、前記エネルギ蓄積部材（５３）は、引張ばね（５３）であり、該引張ばね（５３）は、変向または方向転換装置（７１）に少なくとも部分的に巻き掛けて接触している形式のものにおいて、
   前記引張ばね（５３）の総ストロークが、該引張ばね（５３）の公称長さの少なくとも５０％であり、
   前記引張ばね（５３）は、ばねこわさの高い少なくとも１つの領域（５６）と、ばねこわさの低い少なくとも１つの領域（５７）とを有しており、
   ばねこわさの高い前記領域（５６）は、前記変向または方向転換装置（７１）に接触しており、
   ばねこわさの高い前記領域（５６）においては、中心変向半径または中心方向転換半径（６）を、ばね巻条（６２）あたりの、ばねの外側領域（５９）とばねの内側領域（５８）とのストローク差で除した商が、５０よりも大きいことを特徴とする、組み合わせ加速減速装置。
9. 請求項８記載の組み合わせ加速減速装置（１０）を備えた案内機構。

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